DE2729904A1

DE2729904A1 - METHOD AND DEVICE FOR MANUFACTURING SENSITIVE ELEMENTS WITH A FIXED ELECTRICAL PRELOAD

Info

Publication number: DE2729904A1
Application number: DE19772729904
Authority: DE
Inventors: Alain Delaunay; Jean-Claude Dubois
Original assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Current assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority date: 1976-07-05
Filing date: 1977-07-01
Publication date: 1978-01-12
Also published as: NO772330L; NO144984C; IT1076079B; AU507205B2; FR2357998B1; DE2729904C2; US4261287A; SE417467B; JPS5335199A; SE7707738L; JPS606536B2; NL7707457A; CA1081864A; NL182260C; NL182260B; DK297377A; GB1557915A; FR2357998A1; DK154249B; ES460440A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen empfindlicher Elemente mit fester elektrischer Vorspannung und hat auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Gegenstand.The invention relates to a method of manufacture sensitive elements with fixed electrical bias and also has a device for implementation of the proceedings on the subject.

Das empfindliche Element wird im allgemeinen aus einem Material vom Typ "Elektret¹¹ hergestellt, indem man beispielsweise ein Band mit einer Dicke zwischen 8 und 25 Mikron aus einem dielektrischen Kunststoffmaterial vom Typ Polypropylen, Polytetrafluoräthylen, Polyäthylen-Terephtalat etc. vorspannt. Diese Vorspannung erhält man beispielsweise, indem man das dielektrische Band mittels eines Elektronenbündels ausreichender Energie beschießt. Wie die Elektronenkanone wird das Band im allgemeinen in einer Kammer angeordnet, in der ein sehr hoher Unterdruck hergestellt wird.The sensitive element is generally made of an electret ^{11 type} material, for example by tensioning a tape between 8 and 25 microns thick of a dielectric plastic material of the polypropylene, polytetrafluoroethylene, polyethylene terephthalate, etc. type. This tension is obtained For example, by bombarding the dielectric tape with a beam of electrons of sufficient energy, like the electron gun, the tape is generally placed in a chamber in which a very high negative pressure is created.

Wird in der Kammer nach den Vorspannungsvorgängen allmählich der normale Druck wieder hergestellt, so beginnt die Spannungsfestigkeit nach dem Paschenschen Gesetz zu fallen, durchläuft einen Minimalwert für einen Druck von etlichen Torr und nimmt dann regelmäßig zu, bis der Druck den Wert des atmosphärischen Druckes erreicht hat. Die im Elektretband gespeicherten Ladungen erzeugen ein intensives elektrisches Feld, welches die Luft, insbesondere bei Durchlaufen eines Druckes entsprechend dem Minimalwert der dielektrischen Spannungsfestigkeit ionisiert. Die Ionisation der das Band umgebenden verdünnten Atmosphäre neigt dazu, an ihm die Vorspannung aufzuheben.If the normal pressure is gradually restored in the chamber after the pre-tensioning processes, it begins the dielectric strength to fall according to Paschen's law passes through a minimum value for a pressure of several Torr and then increases regularly until the pressure has reached the value of atmospheric pressure. The charges stored in the electret band generate an intense electric field, which the air, in particular when running through a print corresponding to the minimum value of the dielectric strength ionized. The ionization of the thinned atmosphere surrounding the belt tends to exert the bias on it to cancel.

Ein bekanntes Verfahren für den Übergang von Ultravakuum zu normalem Druck besteht darin, für einen sehr raschen Übergang des Druckes derart zu sorgen, daß die Dauer der Ionisationserscheinungen und damit die Verminderung derOne known method for going from ultra vacuum to normal pressure is for a very rapid one To ensure transition of the pressure so that the duration of the ionization phenomena and thus the reduction of the

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der elektrischen von den behandelten Bändern angenommenen Ladung begrenzt wird. Dieses bekannte Verfahren weist Nachteile aufgrund der Tatsache auf, daß die erhaltenen Ergebnisse oft heterogen sind.the electrical charge accepted by the treated tapes. This known method has Disadvantages due to the fact that the results obtained are often heterogeneous.

Sie bekannten Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung empfindlicher Elemente, denen man eine feste elektrische Vorspannung erteilt, umfassen auch das Aufwickeln der vorgespannten Bänder auf eine Trommel. Wird das Band trocken aufgewickelt, so ist ein seitliches Spiel der Spiralen aufgrund des starken Haftvermögens der Elektrets nicht möglich. Hieraus folgt eine schlechte Ordnung des Bandes, die noch durch zahlreiche Falten verschlimmert wird.They known processes for continuous production sensitive elements that are given a fixed electrical bias also include winding the pre-tensioned belts on a drum. If the tape is wound up dry, there is lateral play Spirals not possible due to the strong adhesion of the electrets. From this follows a bad order of Band that is aggravated by numerous wrinkles.

Erfindungsgemäß soll es nun möglich werden, die genannten Nachteile zu vermeiden.According to the invention it should now be possible to avoid the disadvantages mentioned.

Erreicht wird dies zunächst dadurch, daß das vorzuspannende Element in einer eine verdünnte Atmosphäre enthaltenden Kammer angeordnet wird und ihm eine feste elektrische Polarisation durch Elektronenbeschuß verliehen wird. Das Element steht dann im Innern der Kammer in Kontakt mit einer Flüssigkeit sehr geringer Sättigungsdampfspannung, deren di^elektrische Spannungsfestigkeit größer als die der verdünnten Luft ist.This is first achieved by placing the element to be prestressed in a dilute atmosphere Chamber is arranged and it is given a fixed electrical polarization by electron bombardment. That The element is then in contact with a liquid with a very low saturation vapor tension inside the chamber, whose dielectric strength is greater than that of the diluted air.

In dem Augenblick, in dem in der Kammer Normaldruck wieder hergestellt wird, steht das vorgespannte Element in Kontakt mit einer dielektrisch festen Flüssigkeit, die es gegen die Erscheinungen von Ionisatbn und Verminderung der elektrischen Ladung schützt. So lässt sich der Übergang von Ultravakuum auf Normaldruck der stark geladenen Elektrets ohne beachtliche Beschädigung durchführen.At the moment when normal pressure is restored in the chamber, the pretensioned element is in contact with a dielectrically solid liquid which protects against the phenomena of ionization and diminution of the electrical charge protects. So the transition from ultra vacuum to normal pressure of the heavily charged Perform electrets without significant damage.

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Vorzugsweise weist die verwendete Flüssigkeit Schmiereigenschaften auf. Das Vorhandensein der schmierenden Flüssigkeit auf dem senslbilisierten Element ermöglicht ein von Falten freies Aufwickeln und eine günstige Ordnung der Spiralen auf den Aufnehmerspulen. Deren Kapazität kann bestens ausgenutzt werden.The liquid used preferably has lubricating properties on. The presence of the lubricating fluid on the sensitized element allows a wrinkle-free winding and a favorable order of the spirals on the pick-up reels. Their capacity can be used in the best possible way.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnunjen näher erläutert werden. Biese zeigen inExemplary embodiments of the invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings explained. Piping show in

Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Vorrichtung; Fig. 2 eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung; Fig. 3 eine erste Variante zur ersten AusfUhrungsform; Fig. 4 eine zweite Variante zur ersten Ausführungsform und Fig. 5 eine dritte Variante zur ersten Ausführungsform.1 shows a first embodiment of the device; 2 shows a second embodiment of the device; 3 shows a first variant of the first embodiment; FIG. 4 shows a second variant of the first embodiment and FIG. 5 shows a third variant of the first embodiment.

Sie in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung umfasst eine dichte Kammer 1, die über eine öffnung 2 mit einer Unterdruckpumpe bekannter Art (nicht dargestellt) in Verbindung steht. Die Kammer umfasst einen röhrenförmigen Teil 3, in dessen Innerem eine Elektronenkanone 4 angeordnet ist. Ein Fokusierungssystem 5 ermöglicht es, das Elektronenbündel in einer Ebene zu fokusieren, in der das zu sensibilisierende Element angeordnet ist. Ein System von Ablenkspulen 6 ermöglicht es» die Verschiebung des Bündels entsprechend einem vorbestimmten Ablenkungsgesetz zu steuern.The device shown in Fig. 1 comprises a dense one Chamber 1, which has an opening 2 with a vacuum pump known type (not shown) is in connection. The chamber comprises a tubular part 3 inside it an electron gun 4 is arranged. A focusing system 5 enables the electron beam to be in one plane to focus in which the element to be sensitized is arranged is. A system of deflection coils 6 enables the beam to be displaced according to a predetermined one Steer diversion act.

Das zu sensibilisierende Band ist auf einer Vorratsspule aufgewickelt. Es wird auf eine Aufnehmerspule 8 überführt, die durch eine Reibrolle 9 in Drehung versetzt ist und läuft zunächst über zwei Rollen 10, die derart angeordnet sind, daß es senkrecht zum Elektronaabündel und in dessen Fokusierungsebene vorbei.,läuft.The tape to be sensitized is wound on a supply reel. It is transferred to a pick-up reel 8, which is set in rotation by a friction roller 9 and initially runs over two rollers 10 which are arranged in this way are that it passes perpendicular to the electron beam and in its focal plane.

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Sas Band läuft über eine Bandantriebsrolle 11, die die Geschwindigkeit des Vorbeilaufens bestimmt und dann auf eine Rolle 12, die in einen Behälter oder eine Wanne 13 getaucht ist, die ein HUllfluid enthält, das beispielsweise aus einem Spezialöl für das Ultravakuum besteht, dessen Sättigungsdampfdruck sehr gering ist und dessen dielektrische Spannungsfestigkeit kleiner als die der verdünnten Luft ist. Vorzugsweise verwendet man ein Siliconöl, dessen Dampfspannung bei 10 Torr liegt. Allgemein bevorzugt man eine Flüssigkeit, deren Dampfspannung höchstens gleich 5.10"' Torr ist.The tape runs over a tape drive roller 11 that the The speed of the passage is determined and then on a roller 12 which is placed in a container or tub 13 is immersed, which contains an envelope fluid, which consists, for example, of a special oil for the ultra vacuum, whose saturation vapor pressure is very low and whose dielectric strength is lower than that of the diluted air is. A silicone oil with a vapor tension of 10 torr is preferably used. In general, preference is given to a liquid whose vapor tension is at most 5.10 "Torr.

Ein Heizsystem, beispielsweise mit elektrischen Widerständen 14, taucht in die Wanne 13. Das Band wickelt sich auf die Aufnehmerspule 8 nach Eintauchen in das Ul. Eine metallische Anpreßrolle 20 ist benachbart dem Auflaufpunkt des Bandes auf die Aufnehmerspule 8 vorgesehen. Die Erfahrung hat gelehrt, daß diese Rolle sehr nützlich ist, um noch die Güte der Ordnung der Windungen aufeinander zu verbessern.A heating system, for example with electrical resistors 14, is immersed in the tub 13. The tape winds up on the pickup coil 8 after immersion in the Ul. A metallic pressure roller 20 is adjacent to the approach point of the tape is provided on the pick-up reel 8. Experience has shown that this role is very useful, in order to improve the quality of the order of the turns on one another.

Den Sensibilisierungsvorgangen des Bandes geht eine Vorbereitungsphase vorher, während der das HUllfluid in die Wanne geschüttet wird und ein sehr starkes Vakuum in der Wanne 1 hergestellt wird. Man erwärmt das Fluid und sorgt für dessen Entgasung bei einer Temperatur in der Größenordnung von 6O⁰C, bis beispielsweise der verbleibende Druck in der Kammer unter 10 Torr fällt. Man lässt dann das Fluid kühlen und betätigt das Bandlaufsystem. Wenn man ein Ansteigen des Druckes über 10 Torr im Innern der Kammer feststellt, so unterbricht man den Bandlauf und beginnt mit einem neuen Entgasungszyklus.The sensitization processes of the tape are preceded by a preparatory phase, during which the enveloping fluid is poured into the tub and a very strong vacuum is created in the tub 1. Heating the fluid and provides for its degassing at a temperature in the range of 6O ⁰ C, to for example the residual pressure drops in the chamber under 10 Torr. The fluid is then allowed to cool and the belt drive system is actuated. If the pressure inside the chamber is found to exceed 10 Torr, the tape run is interrupted and a new degassing cycle is started.

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Ist die Entgasung ausreichend, d.h., wenn keinerlei Druckanstieg bei Ingangsetzen des Bandlaufsystems mehr beobachtet wird, so erfolgt der Elektronenbeschuß des vorzuspannenden Bandes.Is the degassing sufficient, i.e. if no pressure increase is observed when the belt system is started is, the electron bombardment of the strip to be prestressed takes place.

Ist ein ausreichender Teil des Bandes sensibilisiert, so wird das Innere der Kammer allmählich in Verbindung mit der äußeren auf Atmosphärendruck befindlichen Umgebung hergestellt und die Aufnehmerspule abgekuppelt und aus der Kammer herausgeführt. Die Obergangsgeschwindigkeit zwischen verdünnter Atmosphäre und Außendruck ist nicht kritisch und führt nicht zu einer merklichen Verminderung der Vorspannung des sensibilisierten Bandes.When a sufficient portion of the tape is sensitized, the interior of the chamber gradually becomes in contact with the external atmosphere located at atmospheric pressure and the pick-up coil uncoupled and off led out of the chamber. The transition speed between the dilute atmosphere and external pressure is not critical and does not lead to a noticeable reduction in the pretension of the sensitized tape.

Nach der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform taucht die Aufnehmerspule 8 wenigstens teilweise in eine das Schmiennittelhüllfluid enthaltende Wanne.According to the embodiment shown in Fig. 2, the pick-up coil 8 is at least partially immersed in a das Trough containing lubricant envelope fluid.

Die in den Figuren 3 bis 5 dargestellten Varianten zur ersten Ausführungsform betreffen drei unterschiedliche Systeme zur Beschichtung des sensibilisierten Bandes 15 vor dessen Aufwickeln auf die Aufnehmerspule. Nach der ersten Variante wird die das Schmierfluid enthaltende Wanne 13 oberhalb des Bandes 15 angeordnet. Das Fluid wird durch eine Rohrleitung 16 aus der Wanne gegen einen beispielsweise aus Filz bestehenden Puffer 17 geführt, der gegen das Band 15 reibt.The variants of the first embodiment shown in FIGS. 3 to 5 relate to three different ones Systems for coating the sensitized tape 15 before it is wound onto the take-up reel. After In the first variant, the trough 13 containing the lubricating fluid is arranged above the belt 15. The fluid will passed through a pipe 16 from the tub against a buffer 17 made of felt, for example, which rubs against the belt 15.

Nach einer zweiten Variante wird die Wanne 13 unterhalb des Bandes 15 angeordnet und der reibende Puffer 17 durch Kapillarität mittels eines Dochtes 18 gespeist.According to a second variant, the trough 13 is arranged below the belt 15 and the rubbing buffer 17 through Capillarity fed by means of a wick 18.

Nach der dritten Variante wird das sensibilisierte Element 15 mit Schmiermittelfluid durch Kontakt mit einer Rolle 19dAccording to the third variant, the sensitized element 15 is lubricated with fluid by contact with a roller 19d

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beschichtet. Sas Öl wird auf diese mittels einer Rolle 19a überführt, die teilweise in die Pluidwanne taucht, und zwar vermittels zweier Rollen 19b, 19c, mit denen sie in Kontakt stehen.coated. Sas oil is on this by means of a roller 19a transferred, which is partially immersed in the pluid tub, by means of two rollers 19b, 19c with which they stay in contact.

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Claims

INSTITUT FRANCAIS DU PSTROLE Rueil-Malmaison, France

Method and device for producing sensitive Fixed electrical bias elements

PATENT CLAIMS

Method of manufacturing a sensitive element, wherein this element is in a dilute atmosphere containing chamber and is given a fixed electrical bias by electron bombardment, characterized in that this element is contacted inside this chamber with a liquid of very low saturation vapor voltage, the dielectric of which Dielectric strength is greater than that of the diluted air.

2. The method according to claim 1, characterized in that the liquid has lubricant properties.

3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that this liquid is in the form of a coating is deposited on the element after prestressing. 709882/0958

mühchbh imoso-mo · baybrischb mortgage and wbchsbl-bank mühchbn m400ootm

ORIGINAL INSPECTED

4. Apparatus for performing the method according to claim 1, with a tight chamber, which is intermittent is in communication with a pumping arrangement, means which give the element a fixed electrical bias

grant and support facilities for this item, characterized by facilities on the item after the bias, deposit a film from this liquid, which is arranged in a chamber in the chamber Containers included 1st.

5. Apparatus according to claim 4-, characterized in that the liquid contained in the container a Lubricant liquid is.

6. Apparatus according to claim 5 t, characterized in that that the container comprises means for heating the liquid contained therein.

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the carrier devices comprise a drive system, pass around the tape in front of the pretensioners between a payout reel and a take-up reel allow.

8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the means for depositing a liquid film arranged between the pay-off coil and the pick-up coil are.

9. Apparatus according to claim 8, characterized by a roller which holds the element against the pick-up coil with the roller positioned adjacent where the element contacts the pick-up spool occurs.

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10. Apparatus according to claim 8, characterized in that that the means for depositing the liquid film on the element comprise a buffer and Devices are provided which feed the buffer with the lubricant liquid.

11. The device according to claim 10, characterized in that that the means for feeding the buffer comprise a line with a reservoir for lubricant fluid communicates.

12. The apparatus according to claim 10, characterized in that the means for feeding the buffer a Embrace wick.

13. The device according to claim 8, characterized in that that the means which deposit a liquid film on the element are in contact with each other comprise standing bollard arrangement, one of these rollers being immersed in the lubricant liquid container and another is placed in contact with the biased element.

H. Device according to claim 8, characterized in that the pick-up coil is at least partially in the the container containing the lubricant fluid is immersed.

15. The device naoh one of claims 8 to Ht, characterized in that the Sohmieriquid from a silicone oil

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